Mikä on ruiskutuskone?

Sputterointikone on yleensä pieni, suljettu kammio, jossa energiset hiukkaset, kuten elektronit, pommittavat lähdemateriaalia, joka poistaa atomit pinnalta. Nämä atomit pomppivat sitten pois kammion seinämistä peittäen näytekappaleen kammion sisällä. Skannaavat elektronimikroskoopit (SEM), jotka perustuvat näytteiden sähkönjohtavuuteen nähdäkseen ominaisuudet nanometrisessä mittakaavassa, luottavat usein tällä koneella päällystämään biologiset näytteet ensin ohuella platinakerroksella katselua varten. Muita sputterointiteknologian käyttötarkoituksia ovat ohuiden kalvojen päällystys puolijohdeteollisuuden saostamisprosessissa ja pintakerroksen syövyttäminen pois materiaalista sen kemiallisen koostumuksen määrittämiseksi.

Vaikka koneet, joille ruiskutuslaite valmistelee näytteen, voivat olla hyvin monimutkaisia ​​ja kalliita, ruiskutuslaitteiden ei tarvitse olla. Nämä koneet voivat olla suhteellisen yksinkertaisia ​​laitteita, jotka toimivat vakiintuneilla fyysisillä periaatteilla, ja niistä usein puuttuu liikkuvia osia tai ne tarvitsevat monimutkaista huoltoa. Niiden koko vaihtelee pienistä pöytälaitteista suuriin lattiamalleihin.

Fysikaalinen höyrysaostus on yksi rutiinimenetelmä, jota käytetään ruiskutuskoneen suunnittelussa. Saostumismateriaali muutetaan höyryksi sputterikammiossa matalassa paineessa, yleensä osittaisessa tyhjiössä. Höyry tiivistyy kammion alustamateriaalille ja muodostaa ohuen kalvon. Tämä kalvo voi olla vain useita atomikerroksia tai molekyylejä paksu, ja se sakeutuu suoraan suhteessa siihen, kuinka kauan sputterointiprosessia jatketaan. Muita ohutkalvon paksuuden tekijöitä ovat kunkin materiaalin massa ja pinnoitehiukkasten energiataso, joka voi ladata kymmenistä elektronivoltteista jopa tuhansiin.

Sputterointikone käyttää myös ladattuja atomeja, jotka tunnetaan ionina, prosessissa, joka tunnetaan mahdollisena sputteroinnina. Sputterimateriaalille annetaan ionivaraus, jonka se menettää, kun se osuu kohdepintaan. Tähän prosessiin liittyy reaktiivinen ionien etsaus (RIE), jossa hyödynnetään luonnollisesti ionisia materiaaleja toissijaisen ionimassaspektrometrian (SIMS) tutkimuksessa hivenaineiden läsnäolon analysoimiseksi materiaaleissa. Staattinen SIMS -käsittely ruiskuttaa niin hienolle nopeudelle, että vain kymmenesosa atomikerroksesta poistetaan kohdepinnalta. Siksi se on toinen hyödyllinen työkalu nanoteknologian tutkimuksessa, kuten SEM: n sputterointikone.

Muita käyttötarkoituksia ovat tasolasin, akryylien ja muiden muovien sekä muiden keramiikkatuotteiden ja kiteiden kuin piin pinnoitus. Niitä voidaan käyttää myös erittäin hienona menetelmänä herkkien osien puhdistamiseen ja kiillottamiseen. Kalliita koruja ja ruokailuvälineitä, kuten kultaisia ​​ruokailuvälineitä, voidaan myös laskea, samoin kuin erikoistuneet kulta- ja alumiinikalvot.